(57)【要約】【課題】  均一な薄膜形成が可能な、気相成長装置を実現する。【解決手段】  本発明のフェースダウン型ＭＯＣＶＤ装置は、基板保持部材８が装着可能であるとともに、その基板保持部材８を回転可能なギア付き回転台９を備えている。そして、ギア付き回転台９は、基板保持部材８が挿入される筒状の鍔部２７と、その鍔部２７を保持する基礎部２６とを有しており、鍔部２７が、反応管５に設けられた開口部６を越えて、反応管５の内部まで延びているとともに、基礎部２６から着脱可能となっている。これにより、基板保持部材８の交換による原料ガス流の乱れを防ぎ、均一な薄膜形成を行うことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板の被処理面を、反応管の内部に露出させた状態で薄膜を形成する気相成長装置であって、
被処理基板を保持する基板保持部材と、
薄膜形成の原料が供給される反応管と、
基板保持部材が装着可能であるとともに、その基板保持部材を回転可能な回転台とを備え、
上記回転台は、上記基板保持部材が挿入される筒状の鍔部と、その鍔部を保持する基礎部とを有しており、
上記鍔部が、上記反応管に設けられた開口部を越えて、反応管の内部まで延びているとともに、上記基礎部から着脱可能となっていることを特徴とする気相成長装置。
【請求項２】
上記基礎部は、上記鍔部との間に形成される隙間が周方向に均一となるように、上記鍔部を保持するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の気相成長装置。
【請求項３】
上記鍔部は、上記基礎部よりも線膨張係数の大きい材料からなるものであることを特徴とする請求項１に記載の気相成長装置。    
【請求項４】
上記鍔部および基礎部の材料は、薄膜形成時の温度領域において、上記隙間が、最小となるように選択されたものであることを特徴とする請求項２に記載の気相成長装置。
【請求項５】
上記反応管の，鍔部の底面，および被処理基板の被処理面が、同一平面上にあるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の気相成長装置。
【請求項６】
上記基板保持部材における、被処理基板を保持する保持部が、着脱可能となっていることを特徴とする請求項１に記載の気相成長装置。
【請求項７】
上記保持部の底面の少なくとも一部が、上記反応管の内壁，鍔部の底面，および被処理基板の被処理面と同一平面上にあることを特徴とする請求項５に記載の気相成長装置。
【請求項８】
上記鍔部と基礎部との相対的な回転を拘束する回転拘束部を備えることを特徴とする請求項１に記載の気相成長装置。
【請求項９】
上記鍔部と上記基礎部および反応管の開口部との間に形成される隙間が最小となるように、上記鍔部および基礎部の少なくとも一方の温度を調整する温度調整部を備えることを特徴とする請求項３に記載の気相成長装置。
【請求項１０】
上記温度調整部は、基礎部の温度を調整することを特徴とする請求項９に記載の気相成長装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の気相成長装置を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気相成長装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法に関するものであり、特に、均一なエピタキシャル成長膜の形成に好適な、気相成長装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
気相成長装置の一種であるＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ：有機金属化学気相蒸着）装置は、化合物半導体の製造において広く利用されている装置である。
【０００３】
ＭＯＣＶＤ装置では、有機金属化合物と水素化合物などを含む原料ガスを、反応管内に導入し、反応管内に設置した基板付近で、原料ガスを反応および分解させることにより、基板表面に所定の薄膜を形成する。
【０００４】
ＭＯＣＶＤ装置には、この基板の保持方法として、フェースアップ型とフェースダウン型さらには、横置きのバレル型等がある。これら基板の保持形式は、基板の被処理面の方向に基づくものである。例えば、フェースダウン型ＭＯＣＶＤ装置は、薄膜形成を行う基板の表面（被処理面）が、下向きに載置される形式のＭＯＣＶＤ装置である。
【０００５】
フェースダウン型ＭＯＣＶＤ装置は、表面が下向きに形成されているため、フェースアップ型（薄膜形成を行う基板の表面が上向きに載置される形式）ＭＯＣＶＤ装置と比較して、生成物の落下の影響が少ない，加熱された原料ガスが薄膜形成面に効率よく供給される等の利点を有し、良好な薄膜形成を行う上で有利であることが認識されたため、採用される例が増加しつつある。
【０００６】
例えば、特許文献１〜３には、典型的なフェースダウン型ＭＯＣＶＤ装置が開示されている。
【０００７】
図８は、従来のフェースダウン型ＭＯＣＶＤ装置の主要部の断面図である。
【０００８】
図８に示すように、薄膜形成時には、被処理基板１０７を保持した基板保持部材１０８が、ギア付き回転台１０９に載置される。すなわち、薄膜形成時には、基板保持部材１０８の載置用フランジ１１９が、ギア付き回転台１０９の載置部１０９ａに載置される。このように、薄膜形成時には、基板保持部材１０８は、ギア付き回転台１０９に接触しているため、基板保持部材１０８が、基板保持部材設置穴１１３から落下することはない。
【０００９】
なお、このとき、被処理基板１０７の被処理面（下面）が、反応管１０５に設けられた開口部１０６より、反応管１０５の内側（反応管１０５の内部）に露出されるように、各部品の位置関係が調整される。
【００１０】
また、基板保持部材１０８はギア付き回転台１０９に載置されるため、反応管１０５の開口部１０６の直径は、基板保持部材１０８底面の外径よりも大きく設定されている。
【００１１】
ここで、基板保持部材１０８をギア付き回転台１０９に載置した状態のときに、基板保持部材１０８と反応管１０５との間に形成される隙間１０６ａは、できるだけ少ないことが望ましい。しかし、基板保持部材１０８の加工精度、および、搬送時の位置ずれによる基板保持部材１０８の振れ回りなどを考慮して、この隙間１０６ａは、１ｍｍ以上となるように設計されることが多い。
【００１２】
基板保持部材１０８がギア付き回転台１０９に載置されると、次に、ガス供給口１０３から反応管１０５に原料ガス１２２が導入されるとともに、基板加熱ヒーター１１４により被処理基板１０７が加熱される。これにより、被処理基板１０７表面での、成膜化学反応が促進され、被処理基板１０７の被処理面上に薄膜が形成される。
【００１３】
なお、薄膜形成時には、図示しない回転機構により被処理基板１０７を回転させることによって、被処理基板１０７の処理表面上に形成される薄膜の均一性を向上させるようになっている。
【００１４】
被処理基板１０７下を通過した原料ガス１２２は、ガス排出口１０４から排出される（図８の矢印方向）。
【００１５】
このようにして、被処理基板１０７への薄膜形成処理が終了する。薄膜形成処理終了後は、上述とは逆の操作により、被処理基板１０７を反応室１０２外に取り出す。
【００１６】
このようなフェースダウン型ＭＯＣＶＤ装置では、反応管１０５中を流れる原料ガス１２２の流速分布および温度が、被処理基板１０７付近において空間的に均一であり、原料ガス１２２の流れに渦や乱れが発生しない層流となるようにすることが望ましい。このように原料ガス１２２の供給方法および温度制御、並びに反応管１０５を工夫することは、品質の良い優れた結晶成長を実現させるために重要となる。
【特許文献１】特開平９−１６２１２８号公報（１９９７年６月２０日公開）
【特許文献２】特開平１１−１２０８５号公報（１９９９年１月１９日公開）
【特許文献３】特開２００２−１７５９９２号公報（２００２年１２月２６日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上記従来の構成では、基板保持部材１０８と開口部１０６との間に、隙間１０６ａが形成されてしまうため、原料ガス流の乱れが生じる。その結果、均一な薄膜形成を実現できないという問題を生じる。
【００１８】
図８を用いて、被処理基板１０７と基板保持部材１０８とギア付き回転台１０９近傍における原料ガス１２２の流れを説明する。図８は、フェースダウン型ＭＯＣＶＤ装置における、被処理基板１０７と基板保持部材１０８とギア付き回転台１０９近傍の状態を示す模式断面図である。
【００１９】
反応管１０５と基板保持部材１０８との間に隙間１０６ａが形成されていると、反応管１０５と回転台ベース１１１との間から、原料ガス１２２が、反応管１０５外部に流出したり、反応管１０５外部のガスが反応管１０５内部に流入したりする。同様に、基板保持部材１０８とギア付き回転台１０９との間に隙間１１３ａが形成されていると、ギア付き回転台１０９と回転台ベース１１１との間から、原料ガス１２２が、反応管１０５外部に流出したり、反応管１０５外部のガスが反応管１０５内部に流入したりする。このため、反応管１０５内部の原料ガス１２２の流れに渦や乱れが生じる。その結果、均一な薄膜形成を実現できないという問題を生じる。
【００２０】
従って、隙間１０６ａおよび１１３ａは、できるだけ狭くする必要がある。また、基板保持部材１０８は、隙間１０６ａおよび１１３ａが、基板保持部材１０８の周方向において均等である必要がある。つまり、基板保持部材１０８は、反応管１０５の開口部１０６およびと同軸に載置される必要があるということである。
【００２１】
これは、隙間１０６ａおよび１１３ａが周方向によって異なると、これらの隙間１０６ａおよび１１３ａから原料ガス１２２が、反応管１０５外部に流出したり、反応管１０５外部のガスが反応管１０５内部に流入したりする現象が周方向に不均一に発生する。このため、被処理基板１０７に成長する結晶膜の特性に、周方向分布が発生してしまう。
【００２２】
なお、基板保持部材１０８を載置するため設けられたギア付き回転台１０９の基板保持部材設置穴１１３の内径は、その内部に基板保持部材１０８を装着する都合上、基板保持部材１０８の外径よりも大きく設定されている。
【００２３】
従って、基板保持部材１０８をギア付き回転台１０９に載置すると、両者の直径差分の隙間１０６ａおよび１１３ａが必ず発生する。なお、基板保持部材１０８の加工精度、および、搬送時の位置ずれによる基板保持部材１０８のふれ回りなどを考慮して、この隙間１０６ａは、１ｍｍ以上となるように設計されることが多い。
【００２４】
隙間１０６ａおよび１１３ａを、基板保持部材１０８の周方向において均等にするためには、基板保持部材１０８の中心軸を、反応管１０５の開口部１０６の中心軸およびギア付き回転台１０９の開口部の中心軸と一致させる必要がある。また、そのような中心軸を一致させた状態を回転中に維持するためには、基板保持部材１０８がギア付き回転台１０９に対して移動しないように両者を固定する必要もある。
【００２５】
ところが、基板保持部材１０８は、被処理基板１０７が変わるごとに交換されるため、基板保持部材１０８が交換されるごとに、隙間１０６ａおよび１１３ａを周方向に均等にすることは困難である。すなわち、基板保持部材１０８の回転軸と、反応管１０５の開口部１０６の中心軸およびギア付き回転台１０９の開口部の中心軸とを、基板保持部材１０８の搬送毎に高精度に位置決めすることは困難である。
【００２６】
このように、従来の、被処理基板１０７と基板保持部材１０８とを一体として搬送する形式のＭＯＣＶＤ装置では、隙間１０６ａおよび１１３ａが、基板保持部材１０８の周方向において不均等であることを許容せざるを得なかった。
【００２７】
その結果、従来の、被処理基板と基板保持部材を一体として搬送する形式のＭＯＣＶＤ装置では、被処理基板１０７の周方向に均一な薄膜形成を実現できないという問題があった。
【００２８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、均一な薄膜形成が可能な、気相成長装置および気相成長方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明の気相成長装置は、上記の課題を解決するために、被処理基板の被処理面を、反応管の内部に露出させた状態で薄膜を形成する気相成長装置であって、被処理基板を保持する基板保持部材と、薄膜形成の原料が供給される反応管と、基板保持部材が装着可能であるとともに、その基板保持部材を回転可能な回転台とを備え、上記回転台は、上記基板保持部材が挿入される筒状の鍔部と、その鍔部を保持する基礎部とを有しており、上記鍔部が、上記反応管に設けられた開口部を越えて、反応管の内部まで延びているとともに、上記基礎部から着脱可能となっていることを特徴としている。
【００３０】
上記の構成によれば、基板保持部材は、被処理基板が変わるごとに交換される交換部材であるのに対し、回転台および反応管は、被処理基板が変わっても交換されない固定部材である。また、上記の構成では、固定部材である回転台は、基板保持部材が挿入される鍔部と、鍔部を保持する基礎部とを有している。
【００３１】
また、上記の構成では、反応管は、開口部を有している。そして特に、上記の構成では、上記鍔部が、反応管内部まで延びた構成となっている。言い換えれば、上記鍔部は、上記開口部が形成された側の反応管の外表面を越えて、反応管内部方向に延びている。これにより、鍔部と基礎部との間、および、鍔部と反応管の開口部との間には、固定部材による隙間が形成される。このような固定部材により形成された隙間は、組み立て時に容易に調整できるため、その隙間の幅は、基板保持部材を交換しても変動しない。従って、基板保持部材の交換による原料ガス流の乱れを防ぎ、均一な薄膜形成を行うことができる。なお、鍔部と基板保持部材との間の隙間は、基板保持部材の交換により、変動する可能性がある。しかしながら、鍔部は反応管内部まで延びた構成であるため、鍔部と基板保持部材との間の隙間が変動したとしても、その隙間から原料ガスが流出することはない。
【００３２】
さらに、上記の構成では、反応管内部まで延びた鍔部が、基礎部から着脱可能となっている。このため、原料ガスに暴露された鍔部の底面に薄膜が形成され、鍔部の底面が汚染されても、鍔部を交換することができる。これにより、鍔部の底面の汚染による原料ガス流の乱れを防ぎ、均一な薄膜形成が可能となる。
【００３３】
上記気相成長装置では、上記基礎部は、上記鍔部との間に形成される隙間が周方向に均一となるように、上記鍔部を保持するようになっていることが好ましい。
【００３４】
上記の構成によれば、上記隙間は、周方向に均一に設定されているため、この隙間に起因する振れ回りを低減することができる。従って、より確実に、均一な薄膜形成が可能となる。
【００３５】
なお、上記基礎部は、上記鍔部との間に形成される隙間が周方向に均一とするには、例えば、基礎部の中心軸と、鍔部の中心軸とを一致させることによって、実現できる。基礎部および鍔部の中心軸は、組立て時に容易に調整できる。
【００３６】
上記気相成長装置では、上記鍔部は、上記基礎部よりも線膨張係数の大きい材料からなるものであることが好ましい。
【００３７】
上記の構成によれば、鍔部は、基礎部よりも線膨張係数の大きい材料から構成されている。このため、薄膜形成時の熱により、基礎部よりも鍔部の膨張が大きくなる。これにより、基礎部の鍔部を保持する部分における、鍔部と基礎部との隙間を、小さくすることができる。このため、この隙間に起因する振れ回りを低減することができる。従って、より確実に、均一な薄膜形成が可能となる。
【００３８】
上記気相成長装置では、上記鍔部および基礎部の材料は、薄膜形成時の温度領域において、上記隙間が、最小となるように選択されたものであることが好ましい。
【００３９】
上記の構成によれば、薄膜形成時の温度領域において、上記隙間が最小となるように、上記鍔部および基礎部の材料が選択される。これにより、薄膜形成時の温度領域において、より確実に、均一な薄膜形成が可能となる。
【００４０】
上記気相成長装置では、上記反応管の内壁面，鍔部の底面，および被処理基板の被処理面が、同一平面上にあるようになっていることが好ましい。
【００４１】
上記の構成によれば、開口部が形成された反応管の内壁面，反応管内まで延びた鍔部の底面，および被処理基板の被処理面が、略同一平面上（略同じ高さ）にある。これにより、この状態で、薄膜形成処理を行うことによって、特に、原料ガス流の乱れを防ぐことができる。従って、より確実に、均一な薄膜形成が可能となる。
【００４２】
上記気相成長装置では、上記基板保持部材における、被処理基板を保持する保持部が、着脱可能となっていることが好ましい。
【００４３】
上記の構成によれば、基板保持部材の被処理基板を保持する保持部が、着脱可能となっている。すなわち、基板保持部材は、上記回転台の鍔部と同様の、着脱可能な保持部を有している。これにより、原料ガスに暴露された保持部の底面に薄膜が形成され、保持部の底面が汚染されても、保持部を交換することができる。これにより、保持部の底面の汚染による原料ガス流の乱れを防ぎ、均一な薄膜形成が可能となる。
【００４４】
上記気相成長装置では、上記保持部の底面の少なくとも一部が、上記反応管の内壁，鍔部の底面，および被処理基板の被処理面と同一平面上にあることが好ましい。
【００４５】
上記の構成によれば、開口部が形成された反応管の内壁面，反応管内まで延びた鍔部の底面，および被処理基板の被処理面に加えて、上記保持部の底面の少なくとも一部が、略同一平面上（略同じ高さ）にある。これにより、この状態で、薄膜形成処理を行うことによって、特に、原料ガス流の乱れを防ぐことができる。従って、より確実に、均一な薄膜形成が可能となる。
【００４６】
上記気相成長装置では、上記鍔部と基礎部との相対的な回転を拘束する回転拘束部を備えることが好ましい。
【００４７】
上記の構成によれば、回転拘束部を備えているため、回転台を回転させても、鍔部と基礎部との間の隙間を維持することができる。これにより、この隙間に起因する振れ回りを低減することができる。また、被処理基板と鍔部の回転速度差に起因する原料ガスの流れの乱れを無くすことが可能となる。従って、より確実に、均一な薄膜形成が可能となる。
【００４８】
上記気相成長装置では、上記鍔部と上記基礎部との間に形成される隙間が最小となるように、上記鍔部および基礎部の少なくとも一方の温度を調整する温度調整部を備えることが好ましい。
【００４９】
上記の構成によれば、温度調整部が、上記鍔部と上記基礎部との間に形成される隙間が最小となるように、上記鍔部および基礎部の少なくとも一方の温度を調整する。これにより、鍔部および基礎部の材料に関係なく、上記隙間を最小となるように調整することができる。このため、この隙間に起因する振れ回りを低減することができる。従って、より確実に、均一な薄膜形成が可能となる。
【００５０】
上記気相成長装置では、上記温度調整部は、基礎部の温度を調整することが好ましい。
【００５１】
上記の構成によれば、相対的に線膨張係数の低い基礎部の温度を調整することによって、上記隙間に起因する振れ回りを低減することができる。
【００５２】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記いずれかの気相成長装置を用いることを特徴としている。これにより、均一な薄膜が形成された半導体装置を製造することができる。
【発明の効果】
【００５３】
本発明に係る基板成長装置は、以上のように、上記鍔部が、上記反応管に設けられた開口部を越えて、反応管の内部まで延びているとともに、上記基礎部から着脱可能となっている。これにより、基板保持部材の交換による原料ガス流の乱れを防ぎ、均一な薄膜形成を行うことができるという効果を奏する。さらに、鍔部の底面の汚染による原料ガス流の乱れを防ぎ、均一な薄膜形成が可能となるという効果も奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、本発明の実施形態について図１ないし図７に基づいて説明する。なお、本発明は、これに限定されるものではない。
【００５５】
本実施形態の気相成長装置は、被処理基板と基板保持部材との間に形成される隙間を均一とすることによって、均一な薄膜形成を実現するものである。
【００５６】
まず、本実施形態の気相成長装置の全体構造について説明する。
【００５７】
図２は、本実施形態の気相成長装置の模式断面図である。本実施形態の気相成長装置は、図２に示すような、フェースダウン型のＭＯＣＶＤ装置Ａである。
【００５８】
本実施形態のＭＯＣＶＤ装置Ａは、直方体形状のチャンバ１により構成される反応室２内で、薄膜形成するものである。
【００５９】
ＭＯＣＶＤ装置Ａは、反応室２内に、反応管５，回転台ベース１１，ギア付き回転台（回転台）９を備えている。これらの部材は、反応室２の底面側（下側）から、この順に設けられている。
【００６０】
反応管５は、薄膜形成のための原料ガスを、反応室２内に供給するものである。反応管５は、反応室２を水平方向に連通して設けられている。反応管５の一端はガス供給口３に、他端はガス排出口４に、それぞれ接続されている。すなわち、反応管５は、ガス供給口３とガス排出口４とを連結するものである。なお、反応管５には、被処理基板が配される側（上側）にのみ開口部６が形成されている。また、反応管５の内部は、薄膜形成反応を行う反応領域となる。このため、反応管５は、反応領域と、反応室２とを区切る境界壁となっている。
【００６１】
回転台ベース１１は、円環状（リング状）の部材であって、ギア付き回転台９を回転可能に支持するものである。ギア付き回転台９と回転台ベース１１との間には、複数の球体１０が設けられており、これにより、ギア付き回転台９を回転できるようになっている。球体１０は、ギア付き回転台９および回転台ベース１１に形成された溝に挟持されることにより、回転台ベース１１が回転するようになっている。
【００６２】
ギア付き回転台９は、薄膜形成時に、基板保持部材（後述）を載置するものである。ギア付き回転台９は、円環状の部材であって、外周部に駆動用ギヤ１２を有し、中央部にギア付き回転台９を貫通する基板保持部材設置穴１３を有する。ギア付き回転台９は、薄膜形成時に、図示しない回転装置により回転動作を行うようになっている。ギア付き回転台９の詳細は、後述する。
【００６３】
なお、反応室２の上方（ギア付き回転台９の上方）には、被処理基板を加熱するための基板加熱ヒーター１４が設置されている。
【００６４】
基板加熱ヒーター１４は、フランジ１５により支持されている。フランジ１５は、伸張収縮自在なベローズ１６を介して、反応室２を構成するチャンバ１上部に接続されている。フランジ１５は、昇降機構１７により支持されており、チャンバ１に対し、図２の上下方向（鉛直方向）に移動可能となっている。
【００６５】
このように、基板加熱ヒーター１４は、図２の上下方向に移動可能となっており、薄膜形成時には、下方（反応管５の方向）に移動し、図２中では示されていない被処理基板を、被処理面の反対側（裏側）から加熱する。
【００６６】
ここで、本実施形態のＭＯＣＶＤ装置Ａにおける薄膜形成処理について説明する。
【００６７】
前述のように、ギア付き回転台９には、基板保持部材を挿入するための、基板保持部材設置穴１３が形成されている。基板保持部材設置穴１３に、被処理基板を保持した基板保持部材が挿入されることによって、薄膜形成が行われる。
【００６８】
ここで、図３を用いて、基板保持部材について説明する。図３は、本実施形態のフェースダウン型ＭＯＣＶＤ装置Ａにおける、基板保持部材８の断面図である。
【００６９】
基板保持部材８は、薄膜形成の対象となる被処理基板７を保持するものである。ＭＯＣＶＤ装置Ａはフェースダウン型であるため、基板保持部材８は、被処理面が下側となるように、被処理基板７を保持する。
【００７０】
基板保持部材８は、上部に、搬送用フランジ１８及び載置用フランジ１９を有する円筒様形状であって、底面に設けられた基板装着穴２０に、被処理基板７を装着する構成となっている。
【００７１】
基板保持部材８の底面の円周上には、基板装着穴２０に装着した被処理基板７が落下しないように、複数個（３個以上）の爪（保持部）２１が設けられている。爪２１は、基板保持部材８の下端部から内側に突出した形状となっている。被処理基板７は、この突出した部分で保持される。
【００７２】
薄膜形成時には、被処理基板７を保持した基板保持部材８の搬送用フランジ１８部が、図示しない搬送ハンドにより保持され、反応室２内のギア付き回転台９上方の基板保持部材設置穴１３にまで搬送される。より詳細には、搬送ハンドは、搬送用フランジ１８と載置用フランジ１９と間に入りこみ、搬送用フランジ１８を持ち上げることにより、基板保持部材８を搬送する。このようにして搬送される基板保持部材８は、ギア付き回転台９の基板保持部材設置穴１３内に設置される。
【００７３】
基板保持部材設置穴１３に設置されると、基板保持部材８に保持された被処理基板７の被処理面は、反応管５内部に達する。これにより、反応管５に原料ガス２２を供給すると、被処理基板７の被処理面に薄膜が形成される。
【００７４】
薄膜形成処理終了後は、上述とは逆の操作により、被処理基板７を反応室２外に取り出す。
【００７５】
以下、〔実施の形態１〕〜〔実施の形態３〕により、本実施形態のＭＯＣＶＤ装置Ａの特徴的構成について説明する。なお、以下の実施の形態では、説明の便宜上、同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記することとする。
【００７６】
〔実施の形態１〕
図１は、本実施形態のＭＯＣＶＤ装置の主要部断面図である。具体的には、図１は、被処理基板７と基板保持部材８とギア付き回転台９近傍の状態を示す模式断面図である。
【００７７】
本実施形態のＭＯＣＶＤ装置は、ギア付き回転台９が着脱可能な鍔部２７を備えることによって、原料ガスの乱れを防ぎ、均一な薄膜形成処理を行うことを特徴とするものである。
【００７８】
図１に示すように、ギア付き回転台９は、基礎部（回転台基礎部）２６および鍔部（回転台鍔部）２７から構成されている。
【００７９】
基礎部２６は、環状の部材であって、鍔部２７を保持するようになっているとともに、下面（反応管５側の面）には、球体１０を挟持するための溝が形成されている。基礎部２６の内側は、鍔部２７を保持する保持部を形成するため、やや窪んでいる。
【００８０】
鍔部２７は、基板保持部材８を挿入する開口となる基板保持部材設置穴１３を形成する円筒状の部材である。鍔部２７は、基礎部２６の開口に挿入され、鍔部２７の先端部に設けられたフランジ部が、基礎部２６に保持された構成となっている。
【００８１】
なお、反応管５の開口部６には鍔部２７が挿入されるため、反応管５の開口部６の直径は、鍔部２７の外径よりも大きく設定されている。すなわち、鍔部２７は、基礎部２６，回転台ベース１１，反応管５に形成された開口に挿入された構成ともいえる。すなわち、基礎部２６，回転台ベース１１，および反応管５には、同径の開口が形成されており、鍔部は、その開口に挿入された構成である。このため、鍔部２７の外径は、基礎部２６，回転台ベース１１，反応管５の開口の直径よりも小さい。
【００８２】
ここで、図８に示した従来のＭＯＣＶＤ装置では、基板保持部材１０８が交換されるごとに、基板保持部材１０８と反応管１０５との隙間１０６ａ、および、基板保持部材１０８とギア付き回転台１０９との隙間１０９ａおよび１１３ａは、変動してしまう。このため、隙間１０６ａおよび１１３ａが、基板保持部材１０８の周方向において不均等であることを許容せざるを得なかった。その結果、隙間１０６ａおよび１１３ａから原料ガス１２２が流出したり、外部からガスが流入したりして、原料ガス１１２の流れに乱れが生じ、均一な薄膜形成を実現できない。
【００８３】
そこで、本実施形態では、ギア付き回転部材９が、着脱可能な基礎部２６および鍔部２７を備えているとともに、鍔部２７が、反応管５に設けられた開口部６を越えて、反応管６の内部まで延びていることを特徴としている。
【００８４】
これにより、鍔部２７の外側には、基礎部２６から反応管５にかけて、鉛直方向に隙間Ｇが形成される。この隙間Ｇは、組み立て時に容易に調整できるため、その隙間Ｇの幅は、基板保持部材８を交換しても変動しない。つまり、鍔部２７の外側には、周方向に均一な隙間Ｇが形成される。これにより、基板保持部材８を交換しても、この隙間Ｇから流出および流入するガスにより、原料ガス２２の流れの乱れを防ぎ、均一な薄膜形成を行うことができる。
【００８５】
なお、鍔部２７の内側に形成される、鍔部２７と基板保持部材８との間の隙間３７は、基板保持部材８の交換により、変動する可能性がある。しかしながら、鍔部２７は反応管５内部まで延びた構成であるため、鍔部２７と基板保持部材８との間の隙間３７が変動したとしても、その隙間３７から原料ガス２２が流出することはない。
【００８６】
また、鍔部２７の底面（下部端面）３８は、反応管５に暴露されているため、原料ガス２２によって、汚染される可能性がある。しかしながら、鍔部２７は、基礎部２６から着脱可能となっているため、原料ガス２２に暴露された鍔部２７の底面３８に薄膜が形成され、鍔部２７の底面３８が汚染されても、鍔部２７を交換することができる。これにより、鍔部２７の底面３８の汚染による原料ガス２２の流れの乱れを防ぎ、均一な薄膜形成が可能となる。
【００８７】
また、前述のように、基礎部２６と鍔部２７とが、互いに着脱可能な構成であるため、基礎部２６と鍔部２７との間には、はめあい公差分の隙間部２８が存在する。本実施形態では、ギア付き回転台９の組み立て時に、この隙間部２８が均等となるように設定している。例えば、ギア付き回転台９の組み立て時に、基礎部２６の中心軸と、鍔部２７の中心軸とを一致させている。これにより、鍔部２７の載置用フランジ１９には、周方向に均一な隙間部２８が設定できる。これにより、この隙間部２８に起因する振れ回りを低減することができる。従って、より確実に、均一な薄膜形成が可能となる。
【００８８】
ここで、前述した、鍔部２７の外側に形成された隙間Ｇ（反応管５の開口部６の直径と鍔部２７の外径との間に存在する隙間Ｇ），および，はめあい公差分の隙間部２８は、各材料の線膨張で決定されるため特に限定されるものではない。しかしながら、隙間Ｇおよび隙間部２８は、できるだけ小さいことが望ましい。これは、この隙間Ｇからの原料ガスの流出および外部からガスの流入を防ぐとともに、この隙間Ｇおよび隙間部２８に起因する振れ回りなどもできる限り小さくするためである。これにより、原料ガス２２の流れに乱れを生じさせなくすることが可能である。
【００８９】
そこで、本実施形態では、基礎部２６穴側（内側；鍔部２７を保持する側）の隙間Ｇ寸法は１００ｍｍであり公差（＋０〜＋０．０３ｍｍ）で設計した。同様に、鍔部２７フランジ部外径部分の隙間部２８の寸法は、１００ｍｍ公差（−０．１３〜−０．１５ｍｍ）で設計した。
【００９０】
また、ギア付き回転台９各材料およびその線膨張係数は、特に限定されるものではない。本実施形態では、鍔部２７を、基礎部２６よりも大きい材料から構成している。本実施形態のＭＯＣＶＤ装置Ａの構造上、基礎部２６の材料の線膨張係数が小さく、鍔部２７の線膨張係数が大きいことが好ましい。基礎部２６および鍔部２７の材料は、原料ガス２２の種類等、薄膜形成条件等により変動するため、特に限定されるものではない。例えば、ギア付き回転台９として使用可能な材料（線質係数：１０×Ｅ−６／Ｋ）は、モリブデン（５．７），アルミナ（８．０），カーボン（４．３），ボロンナイトライド（４．０）等を挙げることができる。これらの材料は、高温での薄膜形成処理を行う場合に有利である。なお、薄膜形成条件によっては、ギア付き回転台９の材料である、ＳＵＳ系（ステンレス）材料、石英、タングステン等も使用可能である。本実施形態では、ギア付き回転台９の基礎部２６にはボロンナイトライド、鍔部２７にはアルミナを使用し各部品の設計を行った。
【００９１】
このように、鍔部２７が、基礎部２６よりも線膨張係数の大きい材料から構成されていると、薄膜形成時の熱により、基礎部２６よりも鍔部２７の膨張が大きくなる。これにより、基礎部２６の鍔部２７を保持する部分における、鍔部２７と基礎部２６との隙間部２８を、小さくすることができる。このため、この隙間部２８に起因する振れ回りを低減することができる。従って、より確実に、均一な薄膜形成が可能となる。
【００９２】
ここで、基礎部２６および鍔部２７の材料の組み合わせは、特に限定されるものではない。しかし、薄膜形成時の温度領域において、隙間部２８（好ましくはさらに隙間Ｇ）が、最小となるように選択されたものであることが好ましい。これにより、薄膜形成時の温度領域において、隙間部２８のより確実に、均一な薄膜形成が可能となる。
【００９３】
なお、ギア付き回転台９の基礎部２６には、回転させるための回転球１０の転動面があるため、回転球１０の寿命を考慮すれば、ギア付き回転台９の基礎部２６や鍔部２７は可能な限り軽量の方が望ましい。
【００９４】
ここで、均一な薄膜形成を行うためには、反応管５内を流れる原料ガス２２の流れを均一にすることが重要である。
【００９５】
そこで、本実施形態では、反応管５の開口部６側の内壁面，鍔部２７の底面３８，および被処理基板７の被処理面が、同一平面上（略同じ高さ）にあるようになっている。これにより、この状態で、薄膜形成処理を行うことによって、特に、原料ガス２２の流れの乱れを防ぐことができる。
【００９６】
しかも、図３の基板保持部８の底面は、平坦となっているが、図１の基板保持部８の底面は、被処理基板７の被処理面と同じ高さとなるように、除去部が設けられている。これにより、この状態で、薄膜形成処理を行うことによって、さらに原料ガス２２の流れの乱れを防ぐことができる。
【００９７】
なお、基板保持部材８の底面は、被処理基板７の被処理面と同一面にあり、反応管５内部に暴露されている面積が大きく、基板加熱機ヒーターが直上に存在している。このため、汚れ度合いがギア付き回転台９の鍔部２７よりも大きい。しかし、図１の基板保持部材８は、ギア付き回転台９の基礎部２６および鍔部２７とは異なり、被処理基板７を搬送するたび取り出す交換部材である。このため、汚れ具合により、適宜交換することが可能である。
【００９８】
このように、本実施形態では、基板保持部材８が、鍔部２７内に設置（より詳細には基板保持部材設置穴１３内に設置）された際、被処理基板７の被処理面（下面）は、反応管５に設けられた開口部６より、反応管５の内側に露出し、かつ、被処理基板７の被処理面の高さと、反応管５の開口部６を有する側の内壁高さとが一致するように各部材の位置関係が調整されている。また、被処理基板７の被処理面と、基板保持部材底面２４の高さが略一致するよう構成されている。
【００９９】
さらに、鍔部２７の鉛直方向の長さは、鍔部２７の底面（下部端面）３８が被処理基板７の被処理面と同じ高さとなるように設計されている。
【０１００】
従って、被処理基板７の被処理面と、基板保持部材底面２４と、鍔部下部端面３８の３者の高さが略一致している構成となる。
【０１０１】
さらに、これらに加えて、反応管５の開口部６を有する側の内壁高さも一致するように構成されている。
【０１０２】
これは、上記３者、もしくは４者の面高さが一致していると、被処理基板７の被処理面近傍での原料ガス２２の流れに乱れが生じにくくなるためである。
【０１０３】
ここで、本実施形態では、基板加熱ヒーター１４により、被処理基板７上に薄膜を成長させるための温度まで、被処理基板７の加熱を行った。このときの被処理基板７の表面温度は１０００℃と設定した。このときの各部材の温度は、基礎部２６が４５０℃、鍔部２７が４７０℃であった。なお、計測には熱電対を使用した。
【０１０４】
ギア付き回転台９の基礎部２６の測定温度は、４５０℃であった為、線膨張係数を利用し伸び量を計算すると最大公差分を考慮した寸法は１００．１８３ｍｍとなる。同様に鍔部分は１００．１３５ｍｍである。
【０１０５】
従って、ギア付き回転台９の基礎部２６と鍔部２７の組み立て誤差による中心間のズレ量は、基板成長温度時に±９μｍ以下に抑えることが実現できた。
【０１０６】
以上のように、本実施形態では、反応管５の開口部６の直径と鍔部２７の外径（外側）の間に存在する隙間の回転振れを最小にすることができ、回転振れに起因する原料ガス２２の乱れを発生させることなく安定した結晶成長を行うことができた。
【０１０７】
なお、このとき熱による線膨張の影響が鍔部２７の底面３８にもおよび、この底面３８が反応管５内部に突出する事も考えられるが、円筒部先端近傍は、原料ガスが常に供給されており、それにより熱が奪われているため、線膨張による反応管内部への突出はほとんどなく、原料ガスの流れに影響は及ぼさない。
【０１０８】
上記の説明では、鍔部２７を基礎部２６から着脱可能とした構成について説明したが、この鍔部２７の構造は、基板保持部材８にも適応可能である。図４は、このような構造を適用した基板保持部材８の断面図である。
【０１０９】
以下、分割構造の基板保持部材８について図４を用いて説明する。
【０１１０】
図４の基板保持部材８は、被処理基板７を保持する保持部が、着脱可能となっている。
【０１１１】
図４の構成では、基板保持部材８が、互いに着脱可能な、基板保持部材基礎部３０および内部円筒部３１を備えている。図４の基板保持部材８は、ギア付き回転台９の構成に類似している。すなわち、基板保持部材３０が基礎部２６に対応し、内部円筒部３１が鍔部２７に対応している。
【０１１２】
基板保持部材基礎部３０は、内部円筒部３１を保持するようになっている。基板保持部材基礎部３０は、加工により精度を管理した内部円筒部３１を保持する。内部円筒部３１は、被処理基板１０７を保持する。ここでは、図４に示すような、基板保持部材底面部３２を、外形フランジ部３３の精度管理を行って製作した。このときの各部品の寸法は、保持部材底面部３２を８０ｍｍ公差（０〜＋０．０２）、外形フランジ部を８０ｍｍ公差（＋０．０４〜０．０６）で行った。
【０１１３】
基板保持部材８の底面部（被処理基板７付近）は、基板加熱ヒーター１４直下に存在するため、処理基板温度１，０００℃に設定した場合、分割した部品（基板保持部材基礎部３０および内部円筒部３１）は両者とも温度は８００℃であり同一であった。線膨張係数を元に部品温度８００℃で材料を選択し、それぞれカーボン（４．３）ボロンナイトライド（４．０）を使用した。
【０１１４】
上記の条件にて実際の形状で組み立て、薄膜成長温度設定時の組み立て誤差の計算を行った。線膨張係数を利用し伸び量を計算すると、基板保持部材基礎部３０は公差を考慮した伸び量は８０．２７ｍｍになる。同様に基板保持部材底面部３２は８０．２５６ｍｍである。これらを加味し両者部品のクリアランス（隙間）管理を行い設計した結果、組み立て誤差、回転振れ量±２μ以内を実現した。
【０１１５】
上記の結果により基板保持部材８の内部円筒部３１を適宜交換することにより、薄膜成長時の汚れによる原料ガス２２の流れの乱れを最小限に抑え、安定した結晶性の薄膜を得ることができた。なお今回設定した温度は薄膜の成長条件によっても異なるため、成長条件に応じた温度で設計されるものである。
【０１１６】
また、図４の構成でも、内部円筒部３１は、被処理基板７の被処理面と、基板保持部材基礎部３０の底面とが同一平面上になるように、被処理基板７を保持している。このため、薄膜形成時には、基板保持部材基礎部３０の底面の少なくとも一部が、反応管５の内壁，鍔部２７の底面，および被処理基板７の被処理面と同一平面上に存在することになる。
【０１１７】
これにより、この状態で、薄膜形成処理を行うことによって、特に、原料ガス２２の流れの乱れを防ぐことができる。従って、より確実に、均一な薄膜形成が可能となる。
【０１１８】
このように、図４の基板保持部材８は、被処理基板７を保持する保持部が、着脱可能となっている。すなわち、基板保持部材８は、鍔部２７と同様の、着脱可能な保持部を有している。これにより、原料ガスに暴露された保持部の底面に薄膜が形成され、保持部の底面が汚染されても、保持部を交換することができる。これにより、保持部の底面の汚染による原料ガス流の乱れを防ぎ、均一な薄膜形成が可能となる。
【０１１９】
〔実施の形態２〕
実施の形態１では、薄膜形成時に、基板加熱ヒーター１４により、被処理基板７を加熱する。このため、薄膜形成温度は、略一定である。これは、設定温度が変化すると、各材料の線膨張係数の差に伴い、隙間部２８が変化する可能性があるためである。ところが、実際の量産装置などでは、種々の薄膜を異なる設定温度で形成させる必要がある。
【０１２０】
そこで、本実施形態では、薄膜形成温度を変化させても、分割された構成部品（基礎部２６および鍔部２７）の隙間部２８が最小、且つ一定に保つために、ギア付き回転台９の基礎部２６と鍔部２７の温度調節機構（温度調整部）を設けたことを特徴としている。
【０１２１】
以下に、温度調節機構を設けた実施形態について、図５を用いて説明する。図５は、本実施形態のＭＯＣＶＤ装置の被処理基板７と基板保持部材８とギア付き回転台９近傍の状態を示す模式断面図である。
【０１２２】
図５のＭＯＣＶＤ装置は、ギア付き回転台９の基礎部２６の温度調節を行う為、ギア付回転台基礎部２６の周方向に、冷却ガス３５を導入するガス導入ライン配管３４が設置される。また、基礎部２６の温度を測定する温度測定用熱電対３６も設置されている。
【０１２３】
この時の冷却ガス３５は、薄膜形成に影響を及ぼさない窒素を用いることが望ましい。これは、薄膜形成時、チャンバ内部は常に窒素が導入されているためである。また、ガス導入ラインは、回転球１０よりも外側に設置されており、導入された冷却ガス３５は回転球がある為、それ以上内側まで侵入することが出来ない。これにより、冷却ガス３５の影響を受けずにギア付き回転台９の基礎部２６の温度を、温度測定用熱電対３６で正確に計測を行うことが出来る。
【０１２４】
同様に鍔部２７も温度測定を行う為、熱電対（図示せず）を設置している。なお、熱電対は各分割部品（基礎部２６および鍔部２７）の温度を正確に計測するため、分割部品と同等数を設置したが、装置構成により正確に分割部品の温度を計測することが可能ならば熱電対の数は同等数でなくても良い。また、冷却ガス３５は、使用条件が合えば、不活性ガス（例えばヘリウム・アルゴン等）も用いることができる。
【０１２５】
また、図５のＭＯＣＶＤ装置は、ギア付き回転台９の基礎部２６を加熱する為の回転台加熱ヒーター４５も設置されている。回転台加熱ヒーター４５は、ガス導入ライン３４よりも内側、ギア付き回転台９の基礎部２６の直上、さらに鍔部２７近傍に設置することが望ましい。これは、冷却と加熱で分割部品（基礎部２６および鍔部２７）の温度調節を実施している為で、熱源が近傍にあるほど、分割部品が熱の影響を受けやすく、温度制御が行い易いためである。
【０１２６】
上記のように、本実施形態では、分割部品（基礎部２６および鍔部２７）に加熱機構と冷却機構とを温度調整機構として設けている。このため、この温度調整機構により、鍔部２７と基礎部２６との間に形成される隙間Ｇおよび隙間部２８の幅が最小となるように、分割部品（鍔部２７と基礎部２６）の温度制御が可能になる。これにより、薄膜形成温度が変化しても、その影響を受けることなく、組み立て誤差を最小にすることができた。これにより、回転振れによる原料ガスの流れ乱れを、なくすことができ、安定した結晶の薄膜を形成することが可能となった。
【０１２７】
このように、本実施形態では、温度調整機構により、鍔部２７と基礎部２６との間に形成される隙間Ｇおよび隙間部２８の幅が最小となるように、鍔部２７および基礎部２６の少なくとも一方の温度を調整している。ここでは、相対的に線膨張係数の低い基礎部２６の温度を調整している。
【０１２８】
これにより、鍔部２７および基礎部２６の材料に関係なく、隙間Ｇおよび隙間部２８を最小となるように調整することができる。このため、この隙間Ｇおよび隙間部２８に起因する振れ回りを低減することができる。従って、より確実に、均一な薄膜形成が可能となる。
【０１２９】
〔実施の形態３〕
実施の形態１および２では、原料ガス２２の流れの乱れによる膜質への影響は改善されている。実施の形態１および２のように、ギア付き回転台９が基礎部２６および鍔部２７を備えていると、基礎部２６と鍔部２７の組み合わせての回転拘束は、部品そのものの重さと、摩擦係数によって決定される。しかしながら、回転開始時や停止時、定速回転時にも、温度による摩擦係数の変化、静止摩擦力不足により、基礎部２６および鍔部２７同士が、回転方向にずれてしまうことが発生する可能性がある。
【０１３０】
そこで、本実施形態では、基礎部２６と鍔部２７との相対的な回転を拘束する回転拘束部を備えることを特徴としている。
【０１３１】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、回転拘束を設けたギア付き回転台９の基礎部２６と鍔部２７の側面断面図（図６（ｂ））と上面図（図６（ａ））である。
【０１３２】
本実施形態においては、ギア付回転台９の基礎部２６と鍔部２７の回転拘束するための、回転拘束ピン（回転拘束部）４０を設けている。
【０１３３】
具体的には、ギア付回転台９の基礎部２６の鍔部２７を保持する部分に開けられた穴３９に、回転拘束ピン４０が挿入され、回転拘束ピン４０の外周面と鍔部２７に設けられた切欠き部４１の外周面４４が、隙間４３を有して設置されている。隙間４３が形成されていると、ギア付回転台９の基礎部２６と鍔部２７が回転開始時や停止時に回転方向にずれてしまうが、回転拘束ピン外周部４２と鍔部２７の切欠き部４１の外周面４４が接触することにより、隙間４３以上の回転ずれを防止し、被処理基板７と鍔部２７の回転速度差に起因する原料ガスの流れの乱れを無くすことが可能になった。
【０１３４】
なお、本実施形態では、回転拘束ピン４０の場合のみを記載しているが、回転拘束を行う構成であれば、回転拘束ピンに限定されるものでは無い。例えば、回転するものと回転される物へそれぞれ凹部および凸部を設け、これらを組み合わせても、回転拘束は可能である。
【０１３５】
以上のように、本実施形態では、鍔部２７と基礎部２６との相対的な回転を拘束するため、ギア付き回転台９を回転させても、鍔部２７と基礎部２６との間の隙間２８を維持することができる。これにより、この隙間に起因する振れ回りを低減することができる。また、被処理基板７と鍔部２７の回転速度差に起因する原料ガス２２の流れの乱れを無くすことが可能となる。従って、より確実に、均一な薄膜形成が可能となる。
【０１３６】
なお、本発明の気相成長装置は、図７のような構成とすることも可能である。図７は、ギア付き回転台９の基礎部２６と鍔部２７を一体構造としたＭＯＣＶＤ装置の主要部断面図である。この構成でも、筒状部２３が基板保持部材８の交換による原料ガス流の乱れを防ぎ、均一な薄膜形成を行うことができる。ただし、ギア付き回転台９が一体構造であるため、底面２５が汚染された場合、部分的な交換はできない。
【０１３７】
以上のように、本発明の気相成長装置は、均一な薄膜形成を行うことができるため、この装置を用いることにより、均一な薄膜が形成された半導体装置を製造することができる。
【０１３８】
また、本発明の気相成長装置は、以下のように表現することもできる。
【０１３９】
〔１〕反応管もしくは反応領域を区切る境界壁に設けられた開口部を有し、基板を搭載しうる交換可能な基板保持部材を回転させることが出来る構造物を備え、基板を基板保持部材に装着して装置内部に搬入して回転台に載置した後、基板表面と基板保持部材の一部を、前記開口部より、反応管もしくは反応領域を区切る境界壁の内側に露出させた状態で薄膜形成を行う気相成長装置であって、前記回転台は、回転台基礎部と回転台鍔部によって取り外し可能に構成され、基板を基板保持部材に装着して装置内部に搬入して回転台に載置した際に、基板表面と基板保持部材の一部に加えて、回転台鍔部の一部が反応管もしくは反応領域を区切る境界壁の内側に露出することを特徴とする気相成長装置。
【０１４０】
この構成では、回転台は、回転台基礎部と回転台鍔部によって取り外し可能に構成されており、原料ガスに由来する生成物により汚れた部品を交換することが可能となり、生成物の汚れ部分のみを交換することができるため、部品のコストダウン、ランニングコストの削減も実施できる。
【０１４１】
又、回転台基礎部と回転台鍔部とを分割構造にした為に、部品各々の形状が簡素化されることにより、加工が行い易くなる為、精度管理が容易に行えるようになる。さらにこれまでは複雑な形状の加工は不可能とされていた材料も使用可能になり、材料の選択肢も増えることになった。
【０１４２】
〔２〕〔１〕に記載の気相成長装置であって、回転台基礎部と回転台鍔部がそれぞれ線膨張係数の異なる材料で構成されることを特徴とする気相成長装置。
【０１４３】
この構成では、回転台基礎部と回転台鍔部がそれぞれ線膨張係数の異なる材料で構成することによって、材料ごとの線膨張係数の差を利用し、薄膜形成の際に部品同士の組み立て誤差を少なくすることが可能になった。それにより、回転振れによる原料ガスの流れの乱れを低減することが可能になった。
【０１４４】
〔３〕〔１〕または〔２〕に記載の気相成長装置であって、回転台基礎部と回転台鍔を構成するそれぞれの材料の線膨張係数は、回転台基礎部と回転台鍔が組み立てられた際に発生する隙間を、薄膜形成する際の温度域で、前記隙間が最小となるよう調整することを特徴とする気相成長装置。
【０１４５】
この構成では、回転台基礎部と回転台鍔部を構成するそれぞれの材料の線膨張係数は、回転台基礎部と回転台鍔部が組み立てられた際に発生する隙間を、薄膜形成する際の温度域で、前記隙間が最小となるよう調整されるため、部品同士の組み立て誤差を最小にすることが可能になり、回転振れによる原料ガスの流れの乱れを最小にすることが可能になった。
【０１４６】
〔４〕〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の気相成長装置であって、前記回転台基礎部と回転台鍔の温度を、前記隙間が最小となるよう調整する、温度調整機構を有することを特徴とする気相成長装置。
【０１４７】
〔５〕〔４〕に記載の温度調整機構は、回転台の温度を測定する温度測定部材と、回転台冷却ガス導入部材と回転台加熱ヒーターの少なくともどちらか一方とを備えることを特徴とする気相成長装置。
【０１４８】
これらの構成では、回転台基礎部と回転台鍔部の温度を、前記隙間が最小となるよう調整する、温度調整機構を設け、温度調整機構は、回転台の温度を測定する温度測定部材と、回転台冷却ガス導入部材と回転台加熱ヒーターの少なくともどちらか一方とを備えているため、薄膜形成する際の複数の温度域に対して、部品同士の組み立て誤差を最小にすることが可能になり、回転振れによる原料ガスの流れの乱れを最小にすることが可能になった。
【０１４９】
〔６〕〔５〕に記載の気相成長装置であって、回転台冷却ガス導入部材と回転台加熱ヒーターは、回転台を構成する回転台基礎部の温度を調整することを特徴とする気相成長装置。
【０１５０】
この構成では、回転台冷却ガス導入部材と回転台加熱ヒーターは、回転台を構成する回転台基礎部の温度を調整するように構成することによって、基板温度の影響を受けやすい回転台鍔部の温度にかかわらず、部品同士の組み立て誤差を最小にすることが可能になり、回転振れによる原料ガスの流れの乱れを最小にすることが可能になった。
【０１５１】
〔７〕〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の気相成長装置であって、回転台基礎部と回転台鍔の相対的な回転を拘束する回転拘束部を有することを特徴とする気相成長装置。
【０１５２】
この構成では、回転台基礎部と回転台鍔部の相対的な回転を拘束する回転拘束部を有することによって、組み立て時の隙間による両者の回転速度ずれを防止し、基板と回転台鍔部の回転速度差に起因する原料ガスの流れの乱れを無くすことが可能になった。
【０１５３】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
本発明は、例えば、化合物半導体等を製造する気相成長装置として、好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明の実施形態のＭＯＣＶＤ装置の要部構成を示す断面図である。
【図２】図１のＭＯＣＶＤ装置の全体構成を示す断面図である。
【図３】図１のＭＯＣＶＤ装置における、基板保持部材の断面図である。
【図４】図１のＭＯＣＶＤ装置における、他の基板保持部材の断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態のＭＯＣＶＤ装置の要部構成を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明のさらに別の実施形態のＭＯＣＶＤ装置における回転拘束を設けたギア付き回転台の上面図であり、図６（ｂ）は同じく側面断面図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態のＭＯＣＶＤ装置の要部構成を示す断面図である。
【図８】従来のフェースダウン型ＭＯＣＶＤ装置の主要部の断面図である。
【符号の説明】
【０１５６】
５    反応管
６    開口部
７    被処理基板
９    ギア付き回転台（回転台）
２６    基礎部
２７    鍔部
２８    隙間部（隙間）
３４    ガス導入ライン配管（温度調整部）
３８    鍔部の底面
４０    回転拘束ピン（回転拘束部）
４５    回転台加熱ヒーター（温度調整部）
Ｇ    隙間
【図１】
2006344758.tif 000003
【図２】
2006344758.tif 000004
【図３】
2006344758.tif 000005
【図４】
2006344758.tif 000006
【図５】
2006344758.tif 000007
【図６】
2006344758.tif 000008
【図７】
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【図８】
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